生物制药工艺
生物制药工艺学5章生物制药工艺学
优先选择技术成熟、性能稳定、操作简便、维护方便的设备，同时要考虑设备的 可扩展性和升级潜力。
车间布局规划原则和实例展示
车间布局规划原则
遵循工艺流程顺畅、物料搬运便捷、空间利用高效、安全卫 生等原则进行车间布局规划。
实例展示
以某生物制药企业的生产车间为例，展示如何根据生产工艺 流程、设备尺寸和产能等因素，合理规划车间布局，包括设 备摆放、物料存放、人员流动等方面的设计。
前景展望
随着科技的进步和生物医药需求的增长，生物制药产业将继续保持快速发展的势头。未来 ，生物制药将在疾病治疗、预防保健、农业、环保等领域发挥更大的作用，为人类健康和 生活质量的提高做出更大的贡献。
02 原料选择与预处理
原料来源及选择原则
动物源原料
选择健康、无疾病、品种明确的动物，确保 原料的安全性和有效性。
资源管理
合理配置人力、物力、财力等资源， 确保质量管理体系的顺利运行。
质量管理体系实施过程监控和持续改进方法论述
过程监控
建立过程监控机制，对关键过程进行实时监控，确保过程稳定和 受控。
数据分析
运用统计技术对数据进行分析，识别过程中的问题和改进机会。
持续改进
采用PDCA循环等方法，对过程进行持续改进，提高过程效率和 质量。
设备维护和保养制度建立
设备维护和保养的重要性
设备是生物制药生产的核心，良好的维护和保养制度能够确保设备稳定运行，延长设备使用寿命，减少故障停机 时间，提高生产效率。
设备维护和保养制度建立
制定详细的设备维护和保养计划，明确维护周期、保养内容和责任人；建立设备维护档案，记录设备维护历史和 故障处理情况；定期对设备进行预防性维护和保养，确保设备处于良好状态。
生物制药的生产工艺
生物制药的生产工艺生物制药作为一种新兴的医药产业，在近年来得到了快速发展，并且在人类健康事业中起到了重要的作用。
生物制药的生产工艺是该领域中的重要环节，本文将介绍生物制药的生产工艺，以及其在药物研发和生产中的应用。
一、背景介绍生物制药是通过使用生物技术手段，以生物材料为原料，经过发酵、纯化等工艺步骤制备出用于治疗疾病的药物。
相比传统的化学制药，生物制药具有针对性强、安全性高、副作用小等优势，因此在临床应用中受到了广泛的关注。
二、生物制药的生产工艺1.选择合适的生物材料生物制药的生产起源于合适的生物材料选择。
常见的生物材料包括细菌、真菌、动物细胞等。
在选择生物材料时需要考虑到产量、质量以及产品纯度的要求。
2.发酵发酵是生物制药生产工艺中的核心环节。
通过将生物材料培养在适宜的条件下，利用其代谢过程产生所需要的药物。
发酵过程中需要控制温度、pH值、培养基中的营养物质等因素，以保证产品的质量和产量。
3.分离与纯化发酵结束后，需要对发酵产物进行分离与纯化。
常用的分离方法包括超滤、离心、层析等。
分离纯化的目的是提高产品的纯度，去除杂质和微生物等有害物质。
4.制剂研发在生物制药的生产过程中，还需要对药物进行制剂研发。
制剂研发是指将纯化后的药物制成适合临床应用的剂型。
常见的制剂形式包括注射剂、口服剂、外用剂等。
三、生物制药生产工艺的应用1.重大疾病药物的研发生物制药生产工艺在重大疾病药物的研发中发挥了关键作用。
例如，通过基因工程技术可以制备出重组蛋白药物，如重组人胰岛素、重组人生长激素等，用于治疗糖尿病、生长激素缺乏等疾病。
2.个体化药物的制备生物制药生产工艺还可以用于制备个体化药物。
通过对患者的基因和表达水平进行分析，可以制备出适合个体治疗的药物。
这种个体化药物制备方式可以提高治疗效果，减少副作用。
3.生物制药的工艺改进为了提高生物制药的产量和质量，不断进行工艺改进是非常重要的。
通过优化发酵条件、改进分离纯化工艺等手段，可以提高产品的纯度和产量，降低生产成本。
生物制药工艺与工业化生产方案的设计
生物制药工艺与工业化生产方案的设计生物制药是指用生物技术手段制备药物的过程，其中包括了从基因到药物的全部过程，所以说，它是一个非常复杂的生物工艺过程。
在生物制药中，工艺和生产方案的设计对于整个生产线的效率和质量有着至关重要的影响。
下面，我将从生物制药工艺、生产方案设计以及未来生物制药工艺发展方向三个方面来展开论述。
一、生物制药工艺首先，生物制药工艺需要支持高通量和高效的产品生产及制备过程，同时能够保证药物的稳定性、高精度和高纯度。
生物制药工艺可以分为四大步骤：发现、开发、制造、上市。
其中，制造是整个生产过程的关键。
制造需要通过一系列流程和设备来完成，包括培养、发酵、纯化等。
整个过程需要高度的自动化和操作规范，同时也需要进行合理的产能规划和资源优化。
其次，在生物制药的工艺中，生物反应器伴随着生物活动，对于生产质量和生产效率的影响非常大。
同时，反应器也需要经过严格的维护、保养和更新。
不同的生产线需要不同规格的生物反应器，并且需要通过不断的优化工艺和调整操作参数，最大化地提高产出和质量。
最后，由于生物制药的本质是生物活动，因此对于制药厂来说，环境的卫生和空气质量是至关重要的。
严格的环境管理、卫生指导以及科学的防疫措施是确保产品质量的重要保障措施。
二、工业化生产方案的设计在生物制药工艺的基础上，工业化生产方案的设计是确保商业化生产取得成功的最关键环节之一，其任务是根据原始工艺研发阶段的研究结果，通过工程技术实现生产，包括制程技术、设备选择、控制和监测手段、操作程序和规范的建立等。
首先是制程技术的设定，所谓制程技术是指将工艺的某些特定的处理过程整合并优化，以提高生产效率和产品质量。
制程技术的设定需要依据不同产品的特点和生产需求进行个性化调整，同时也需要考虑到生产安全方面。
其次是设备选择和控制技术的建设，不同生产规模和特定生产需求需要开发不同的生产设备。
针对设备的优化设计和操作控制是保障生产效率和产品质量的重要因素。
2第二章--生物制药工艺基础
第二节 微生物制药工艺技术基础
一、菌种的分离与筛选
1．含菌样品收集 2. 富集培养：“投其所好”，“取其所抗” 3. 菌种纯化：（1）平板划线法 （2）稀释平板法 4. 性能测定（菌种复筛）
（1）平板划线法
是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀 释而达到分离的目的。固体培养基四区划法接种法步骤：
二、菌种的选育与保藏
1．自然选育
依据自发突变原理，通过不断分离、筛选，除去 衰变菌落，从中选择维持原有生产水平的菌株或高产 突变株，达到纯化、复壮、稳定生产目的。
单孢子菌悬液的制备→分离→单菌落培养→筛选
2．诱变育种
指有意识地将生物体暴露于物理的、化学的或生物的一种 或多种诱变因子，促使生物体发生突变，进而从突变体中 筛选具有优良性状的突变株的过程。
优点是生产规模大、蒸发温度低、速度快， 目的是除去挥发性溶剂，保持物料生物活性， 加速蒸发原理是使液体形成薄膜，增加气化表面
积。
世界上最大的具有80m2蒸发面 积的薄膜蒸发器。
实验室常用真空旋转蒸发仪。
薄膜蒸发器
2.干燥
使物质从固体或半固体状经除去存在的水分或它种 溶剂，从而获得干燥物品的过程。
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
生化制药工艺技术基础 微生物制药工艺技术基础 生物技术制药工艺技术基础 生物制药中试放大工艺设计 生物药物的研究与新药申报
本章学习目标
掌握：生化活性物质的提取、分离和纯化； 微生物菌种选育和培养。
②pH；
③盐；
④表面活性剂。
四、生化活性物质浓缩与干燥
1.浓缩方法： 生化活性物质的热不稳定性 ①盐析，中性盐硫酸铵沉淀蛋白（酶）； ②有机溶剂沉淀，生物大分子溶液
生物制药工艺学
生物制药工艺学一、离心技术1. 制备超离心三种转子P3182. 制备超离心三种离心方法P3203. 沉降速度和沉降系数 P328 ①沉降速度：即在离心力作用下，物质粒子于单位时间内沿离心力方向移动的距离。
②沉降系数：即物质粒子在单位离心场中的沉降速度，量纲为秒。
一般所说沉降系数为S 20,w 。
4. 分析超离心的两种方法 P331 Svedberg 方程式：测分子量实质是用不同方法测其沉降速度。
原理测量量沉降速度法根据沉降速度测出沉降系数以推出分子量。
界面位移量与离心时间。
沉降平衡法特定平衡下,离心力与扩散力平衡，液面浓度为0，池底浓度为2c 。
任意两位移处的浓度。
5. 超离心的其他两种应用P334①对生物大分子的均一性估计；②生物分子形状、大小及水合度的判断。
二、膜分离技术1. 各向同性膜与各项异性膜P341①各向同性膜：厚度大，孔隙为圆柱体。
流速低，易堵塞。
②各向异性膜：1）正反两面结构不同：功能层是孔径一定、薄的“皮肤层”，支持层为孔隙大得多、更厚的海绵层；2）喇叭口滤膜，孔隙为圆台形。
2. 截留分子量P343分子量截留值是指阻留率达90%以上的最小被截留物质的分子量。
3. 浓差极化现象P346超滤是在外压作用下进行的。
外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，大分子被截留在膜表面，并逐渐形成浓度梯度，产生浓差极化现象。
✘害处：引起流速下降、影响膜的选择透过性。
✔解决方法：振动、搅拌、错流、切流等技术。
4. 五种微孔滤膜P3555. 三种测微孔滤膜孔径的方法P3566. 微孔滤膜的应用P361①mRNA的测定以及纯化：使用硝酸纤维膜吸附与mRNA配对的DNA单链，然后将放射性mRNA样品溶液过膜使目的mRNA与DNA单链配对结合。
最后洗涤游离RNA，并用胰核糖核酸酶处理除去残留RNA。
②环状DNA的纯化环状DNA链打开后，变为一条环状链和一条单链。
用硝酸纤维膜结合单链，而环状链过膜，即可纯化得到环状单链DNA。
生物制药上下游工艺
生物制药上下游工艺生物制药是利用生物技术和生物工程原理进行药物生产的一种方法，其中包括上游工艺和下游工艺。
上游工艺主要涉及到细胞培养、发酵及分离纯化等步骤，而下游工艺则包括药物纯化、制剂制备和包装等环节。
本文将逐步回答关于生物制药上下游工艺的相关问题。
第一部分：生物制药上游工艺上游工艺是生物制药生产过程中的第一步，它主要涉及到选择合适的细胞株、培养条件和培养基配方等。
下面将一步一步回答关于上游工艺的问题。
问题1：什么是细胞培养？回答：细胞培养是指将种子细胞以无菌的方式放入合适的培养基中，提供适宜的生长条件以使细胞繁殖和生长的过程。
培养细胞是进行生物制药的重要环节之一。
问题2：细胞培养的步骤有哪些？回答：细胞培养一般包括以下几个步骤：1. 细胞株的选择：选择合适的细胞株是保证生物制药生产成功的重要环节；2. 细胞株的扩增：将选定的细胞株扩增至足够的数量，以进行后续的发酵；3. 细胞的接种：将培养好的细胞注入到发酵罐或生物反应器中，使其在无菌环境中持续生长和繁殖；4. 细胞的培养：提供适宜的培养基和培养条件，如温度、pH值、营养物质等，使细胞继续生长和产生目标产物。
问题3：什么是发酵？回答：发酵是指利用微生物或其他细胞系在合适的培养基条件下进行生物化学反应的过程。
在生物制药中，发酵主要是指利用细菌、真菌、动植物细胞等生物来产生药物。
问题4：发酵的步骤有哪些？回答：发酵一般包括以下几个步骤：1. 发酵罐的准备：准备好发酵罐，包括清洗、消毒等过程；2. 培养基的配制：按照特定的配方和工艺要求，配制适合细胞生长和代谢的培养基；3. 初始接种：将培养好的细胞接种到发酵罐中，并提供适宜的环境条件使其生长和繁殖；4. 发酵过程控制：监测培养液的温度、pH值、氧气供应等参数，调节发酵条件，使细胞正常生长和产生药物；5. 产物收获和分离：当目标产物达到一定的浓度时，通过分离纯化等工艺将其提取出来。
第二部分：生物制药下游工艺下游工艺是生物制药生产过程的后续步骤，主要包括药物纯化、制剂制备和包装等环节。
生物制药工艺实验报告单
实验名称：生物制药工艺实验实验日期： 2023年X月X日实验地点：生物制药实验室实验指导老师： [老师姓名]实验学生： [学生姓名]一、实验目的1. 了解生物制药的基本工艺流程。
2. 掌握微生物发酵的基本操作技术。
3. 学习生物反应器的基本原理及操作方法。
4. 熟悉生物制药产品的纯化与分离技术。
二、实验原理生物制药是利用生物技术手段，从生物体中提取、分离、纯化和改造具有生物活性的物质，用于预防和治疗疾病的药物。
生物制药工艺主要包括微生物发酵、生物反应器、纯化与分离等步骤。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 菌种：大肠杆菌- 培养基：LB培养基- 药品：葡萄糖、酵母提取物、氯化钠等- 试管、烧杯、锥形瓶、培养皿等2. 实验仪器：- 生物反应器：发酵罐- 分光光度计- 超速离心机- 薄层色谱仪- 紫外-可见分光光度计四、实验步骤1. 菌种培养：- 将大肠杆菌接种于LB培养基中，37℃培养过夜。
- 取适量培养液，按1:100的比例转接至新的LB培养基中，37℃培养4-6小时。
2. 发酵：- 将菌种培养液按1:100的比例接种于发酵罐中，加入葡萄糖、酵母提取物、氯化钠等营养物质。
- 调节pH值至7.0，设置发酵温度为37℃，通气量为1L/min。
- 发酵过程中，每隔一定时间取样，测定菌体浓度、产物浓度等指标。
3. 产物分离与纯化：- 将发酵液离心分离，收集上清液。
- 使用薄层色谱法对上清液进行初步分离。
- 对分离得到的产物进行紫外-可见分光光度测定，确定其纯度。
4. 产物鉴定：- 使用紫外-可见分光光度计测定产物的最大吸收波长。
- 将产物与标准品进行比对，确定其结构。
五、实验结果与分析1. 菌体浓度：在发酵过程中，菌体浓度逐渐增加，发酵4小时后达到最大值，随后逐渐下降。
2. 产物浓度：在发酵过程中，产物浓度逐渐增加，发酵4小时后达到最大值，随后逐渐下降。
3. 产物纯度：通过薄层色谱法初步分离产物，发现产物斑点较纯，纯度较高。
生物制药学——第二章 生物制药工艺学基础
一、生物材料与生化活性物质
（一）生物制药的生物材料来源
生物资源：主要有动物、植物、微生物的组织、器 官、细胞与代谢产物。
开发新途径： 动植物细胞培养、微生物发酵、 基因工程、细胞工程、酶工程等。
一、生物材料与生化活性物质
红霉素 杀念珠菌素 Bialaphos FK506
（约8700种）
放线菌产生的多种多样的次生代谢产物
Hygromycin B
Kanamycin B
Rifamycin SV
Cephamycin C
Erythromycin streptomycin
Spinosyn A
Abamectin
Validamycin A
人源性生化药物 动物生化药物 植物生化药物 微生物源生化药物 海洋生物生化药物
生化制药的六个阶段：
1.原料的选择和预处理 2.原料的粉碎 3.提取：
从原料中经溶剂分离有效成分，制成粗品的工艺过程。 4.纯化：
粗制品经盐析、有机溶剂沉淀、吸附、层析、 透析、超 离心 、膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程。 5.浓缩、干燥及保存 6.制剂：
生化成分：氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等。
新的有效生物药物逐年增加：天花粉蛋白、木瓜 蛋白酶、天麻多糖等。
5、微生物—细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主 要发展领域有： （1）氨基酸：
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸产生 氨基酸。 （2）有机酸：柠檬酸、苹果酸、乳酸
生物材料来源
1、动物脏器 2、血液、分泌物和其他代谢产物 3、海洋生物 4、植物 5、微生物
《生物制药工艺》课程标准
《生物制药工艺》课程标准一、课程的性质和任务该课程是一门涉及生物学、医学、生物技术、化学、工程学和药学等学科基本原理的综合性应用学科。
学生通过学习各类生物药物典型实例，提高其综合应用所学专业知识的基本理论和技能来分析问题、解决问题的能力。
《生物制药工艺》是药品生产技术专业课程体系中的专业核心课程。
该课程主要讲授生物制药的基本理论及基本技术等，使学生进一步了解和掌握生物制药技术的基本知识，熟悉常规生物制药的基本技术路线和工艺过程；掌握天然生物材料的提取制药、发酵工程制药、细胞工程技术制药、酶工程制药等生物制药的基本原理和相关技术；了解生物制药技术的前沿和动态等。
本课程是在掌握化学基础、单元操作技术、生化基础与实验技术、微生物基础与实验技术等基本知识和基本技能基础上开设的。
二、教学内容和要求基本模块：单元一：绪论主要内容：1.生物药物的定义、特性和分类2.生物药物的发展过程和研究新进展3.生物制药业现状及发展前景教学要求：了解：1.生物药物的发展过程和研究新进展2.生物制药业现状及发展前景掌握：1.生物药物的定义、特性和分类单元二：天然生物材料的提取制药主要内容：1.生化药物的分类2.生化药物的制备一般工艺教学要求：了解：1.生化药物的分类2.生化药物制备工艺掌握：1.生化药物制备工艺单元三：发酵工程制药主要内容：1.发酵工程制药概述2.抗生素药物、分类与应用3.β—内酰胺类抗生素4.大环内酯类抗生素5．四环素类抗生素6.氨基糖苷类抗生素教学要求：了解：1.抗生素的发展简史2.抗生素工业生产及工艺3．抗生素质量控制4．青霉素的发酵生产、提取和精制5.红霉素的生产工艺及提取6.四环素的发酵工艺提取7.链霉素发酵生产工艺提取单元四细胞工程制药技术主要内容：1．动物细胞工程基础2.植物细胞工程基础3.细胞培养在制药中的应用教学要求：了解：细胞培养在制药中的应用掌握：1．动物细胞工程基础2.植物细胞工程基础单元五酶工程制药技术主要内容：1、酶工程概述2、酶的固定化技术3、酶工程应用教学要求：了解：酶工程应用掌握：1、酶工程概述2、酶的固定化技术单元六基因工程制药了解：基因工程应用掌握：1、概述2、基因工程药物的上游和下游技术三、学时分配表四、考核方式考核方式：分为过程性考核和终结性考核两部分。
生物制药工艺设计
生物制药工艺设计1、生物制药工艺设计生物制药工艺设计是一种新兴的生物制药技术，它是在药物开发高峰期，利用计算机技术与精确的制药工艺设计技术，以现代化的方式对制药生产、产品开发和衍生物制备技术进行规划和整合，以提高生物药物的质量、稳定性和生产效率的科学技术。
生物制药工艺设计可以实现以下几个目标：（1）改进生物药物生产过程。
（2）优化生物药物稳定性。
（3）改善生物药物的安全性因素。
（4）减少生物药物生产成本。
（5）保护并发挥药物的药效。
生物制药工艺设计的主要过程可分为药物研发、生物药物特性分析、生物药物工艺设计及生产缩减等几大步骤。
（1）药物研发。
药物研发是生物制药工艺设计的基础，其目的是由药物物理性质和生物特性来确定实际应用中的最佳药物制备工艺。
（2）生物药物特性分析。
其目的是根据药物特性对生物药物制备工艺的前期设计，以确定药物生产工艺的主要参数，为工艺设计提供必要信息。
（3）生物药物工艺设计。
该步骤的目的是根据上一步中分析的结果，利用现代计算机技术，建立一个制药工艺模拟系统，检验各种可能的制药工艺，以确定最佳制药工艺。
（4）生产缩减。
根据优化的制药工艺，实施制药工艺精细化和工艺改造，使生产过程易控制和易管理，以最短的时间和最低的成本实现药物的高质量生产。
在生物制药工艺设计过程中，应注意以下几点：（1）认真研究药物研发的初步设计技术，以确保药物的质量。
（2）根据药物安全性和稳定性的要求，充分发挥药物制备和加工工艺参数的空间优势，以控制药物的质量和特性变化。
（3）结合生产实际，以求最佳的制药工艺参数，最大限度地释放药物的杀虫活性和药效，以提高药品的质量和效果。
生物制药工艺技术名词解释
生物制药工艺技术名词解释生物制药工艺技术名词解释：1. 生物制药：生物制药是利用生物学技术制造药物的过程。
它涉及到利用生物体的细胞或组织来生产药物，可以包括生物大分子药物（如蛋白质、抗体等）和生物小分子药物（如抗生素、酶等）。
2. 细胞培养：细胞培养是将生物制药过程中所需的细胞放入营养液中，并提供适宜的条件（如温度、氧气和营养物质）来促进细胞的生长和繁殖。
细胞培养的目的是扩大细胞数量，以便进一步生产所需的药物。
3. 表达系统：表达系统是指用于将外源基因表达为蛋白质的系统。
常见的表达系统包括细菌表达系统、酵母表达系统和哺乳动物细胞表达系统等。
选择合适的表达系统可以提高蛋白质的产量和纯度。
4. 重组蛋白：重组蛋白是指通过基因工程技术将外源基因导入到宿主细胞中，并使其表达出来的蛋白质。
重组蛋白可以用于治疗疾病、研究细胞功能和制造药物。
5. 纯化：纯化是将生物制药中的混合物中目标蛋白质分离和纯化的过程。
常见的纯化方法包括色谱技术、过滤技术和电泳技术等。
通过纯化可以获得高纯度的目标蛋白质，从而提高药物的效果和安全性。
6. 化学修饰：化学修饰是指通过化学反应改变蛋白质的结构和功能。
常见的化学修饰方法包括酶促反应、交联反应和添加修饰剂等。
化学修饰可以改善药物的稳定性、生物活性和药代动力学特性。
7. 灭菌：灭菌是指通过物理或化学方法杀灭或去除生物制药过程中存在的微生物。
常见的灭菌方法包括热灭菌（如高温热灭菌和紫外线照射）和化学灭菌（如使用消毒剂和抗菌药物）。
灭菌可以保证生产过程和药物产品的无菌性。
总结：生物制药工艺技术涉及到多个专业领域的知识，包括细胞生物学、分子生物学、生物化学和药学等。
熟悉和掌握这些名词的含义和应用，对于提高生物制药工艺技术的效率和质量非常重要。
生物制药工艺学
生物制药工艺学1. 概述生物制药工艺学是指利用生物学、化学和工程学的原理与技术，研究生物制药产品的生产和工艺流程。
生物制药工艺学是生物制药领域的核心学科，对于生物制药企业的产品开发和生产具有重要的指导意义。
2. 生物制药工艺的分类生物制药工艺根据产品类型的不同可以分为以下几类：2.1.细胞培养工艺细胞培养工艺是指利用细胞对培养基中的营养物质进行代谢，合成所需的生物制药产品。
细胞培养工艺主要用于生产蛋白质类的生物制药产品，如重组蛋白、单克隆抗体等。
2.2.发酵工艺发酵工艺是指利用微生物对培养基中的底物进行代谢反应，合成所需的生物制药产品。
发酵工艺主要用于生产抗生素、酶类和其他天然产物类的生物制药产品。
2.3.基因工程工艺基因工程工艺是指通过对基因的重组和调控，利用细胞进行代谢反应，合成所需的生物制药产品。
基因工程工艺主要用于生产基因治疗药物、基因工程疫苗和其他基因工程产品。
3. 生物制药工艺流程生物制药工艺流程包括以下几个主要步骤：3.1. 预处理预处理是指对原料进行处理，以满足后续生产过程的需要。
预处理的主要工作包括原料清洗、消毒和初步处理等。
3.2. 发酵或细胞培养发酵或细胞培养是生物制药工艺的关键步骤，其目的是利用合适的培养基、适宜的培养条件和适宜的微生物或细胞系，使其合成所需的生物制药产品。
3.3. 分离与纯化分离与纯化是将发酵或细胞培养过程中产生的目标产品从复杂的培养基或发酵液中分离出来，并达到一定程度的纯化。
分离与纯化的主要方法包括离心、过滤、薄层层析、柱层析等。
3.4. 后处理后处理是对分离与纯化的产品进行处理，以得到符合药品质量要求的最终产品。
后处理的主要包括冷冻干燥、溶解、再溶解等工艺步骤。
3.5. 包装与贮存包装与贮存是将最终产品进行合适的包装，并储存于适宜的环境条件下，以保证产品的质量和稳定性。
4. 生物制药工艺的挑战与发展趋势4.1. 应对规模化生产的挑战随着生物制药行业的发展，规模化生产面临着更多的挑战。
生物制药工艺
1.初级代谢产物（primary metabolites）是指微生物通过代谢活动产生的，自身生长和繁殖的必需的物质2.次级代谢产物（second,metabolites）是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂，对微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必必需的物质。
3.自然选育（selection of spontaneous mutation）是利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，是通过分离，筛选排除衰退型菌株，从中选出维持或高于原有生产水平菌株的过程。
4.诱变育种（mutation breeding）是利用物理化学生物诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群体，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便高效的筛选方法，从中选出少数具有优良性状的高产菌株。
5.原生质体（Protoplast）是指微生物在酶的作用下，脱去细胞壁，剩下的原生质膜，包围着的原生质部分。
6.菌种保藏（culture collectio n）是指将微生物菌种用各种适宜的方法妥善保存，避免死亡污染，保持其原有性状基本稳定。
7.培养基（medium）是人工配置的供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需多种营养物质的混合物8.生长因子(growth facto r)是指微生物生长代谢必不可少，但不能用简单的碳源或者氮源合成的一类特殊的营养物质。
9.前体（precursor）在微生物药物的生物合成中，有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有太大的变化。
10.灭菌（sterilization）是指采用物理或化学的方法杀灭或除去物料及容器中所有活的微生物及孢子的过程t。
11.乳化过程（emulsification）液体已细小液滴的形式存在在另一个不相容的液体中微滤（MF）超滤（UF）反渗透（RO）透析（DL）电渗透（ED）12.溶剂萃取法（solvent extraction）是指经典的液-液萃取，即用有机溶剂对非极性或弱极性的物质，物质进行萃取，这是一种利用物质在两种互不相容的液相中分配特性不同而进行的分离过程。
生物制药工艺的研究与开发
生物制药工艺的研究与开发现代医药领域发展迅速，生物制药作为一种高科技产品受到了越来越多的关注，它具有高效、安全、精准、可控等优点，可以用于治疗多种疾病，如肿瘤、免疫性疾病等。
生物制药的开发是一个复杂的过程，需要经过严密的研究与开发。
本文将介绍生物制药的工艺研究与开发的重要性及其相关技术。
一、生物制药工艺研究生物制药工艺研究是指对生物制药的生产过程进行优化和改进，以提高产品的质量和产量。
一个优秀的生物制药工艺可以从产品设计、菌种选育、培养及发酵、分离纯化、制剂工艺等多个方面入手，不仅可以降低生产成本，缩短生产周期，还可以提高产品质量，提高市场竞争力。
生物制药工艺研究的具体内容包括：1. 菌种选育选育适合生产需求的菌种是生物制药工艺研究的重要内容之一。
通过筛选耐酸、高效产酶、强抗性等特性的菌株，可以获得高产、高质、高纯的生物制药产品。
2. 培养条件优化生物制药的生产过程离不开培养发酵过程，适宜的培养条件可以促进菌株的生长，提高细胞代谢水平，从而提高产品产量。
常见的培养条件包括温度、pH值、营养成分等。
3. 分离纯化工艺生物制药产品的制备过程中可能会产生一些杂质或其他微生物，这些杂质会影响产品的质量。
因此，在生产过程中需要对产品进行分离纯化处理，以提高产品的纯度。
4. 制剂工艺制剂工艺是将分离纯化后的产品制成适合患者使用的药物形式。
制剂工艺需要考虑多个方面，如产品的稳定性、药物剂量、稀释剂的选择等。
二、生物制药工艺开发生物制药工艺开发是指在生物制药工艺研究的基础上进行实际操作，将成果转化为商业产品。
在生物制药开发的过程中，研究人员需要考虑多个方面，如工艺的可行性、生产周期、成本控制等。
生物制药工艺开发的主要内容包括：1. 工艺步骤的确定生物制药的生产过程通常包括发酵、分离、纯化、制剂等多个环节，研究人员需要确定每个环节的具体步骤。
2. 工艺条件的优化与工艺研究相似，工艺开发也需要对生产过程中的各个环节进行优化。
生物制药工艺
生物制药工艺
生物制药工艺是指应用生物技术和有机合成技术，利用微生物、植物、动物以及人体制备理化药物的技术，是一种利用生物物质合成有机或无机物质的生物过程的术语。
其主要的考虑点包括细胞学,基因学和生物流行病学的实验室工作，以及利用各种生物技术过程进行微生物和有机合成药物研制，有效将藏身于人类机体、病原体和病毒中的醣脂类物质，生合成药物和酶类药物。
生物制药工艺是当前药物研发活动的重要组成部分，该工艺的应用范围涉及到有机合成和非有机合成，以及利用微生物、植物、动物以及人类细胞或机体提供材料，通过不同的方法对生物物质进行加工，从而实现新药和药剂标准物质的制备。
在生物制药工艺中，合成技术和表观遗传学都能发挥重要作用，同时应用了精细有机合成和小分子结构设计技术，以及核酸和蛋白质组学、化学结构生物活性和药效学等方面的专业知识，可为新药和药物的研制开辟更多的途径。
生物制药工艺可以大大改善医药产品的质量，其中有些产品更加安全、有效，也更具有药效和疗效，因此也有利于改善人们的健康水平。
此外，该工艺还能有效减少使用量，从而节省成本，并使药物的研发周期缩短，从而推动新药和新技术的发展，改善患者的治疗效果。
生物制药工艺是基于生物技术和有机合成技术，以不同的生物细胞体系制备药物。
其特色在于可以高效合成药物能够令药物更加有效、安全而且具有良好的疗效，在一定程度上增加药物的质量。
可以说生物制药工艺是目前药物研发的重要组成部分，有利于现代医药的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、名词解释1.自然选育：利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离，筛选排除衰退型菌株，选择维持原有生产水平的菌株。
2.诱变育种：在人为的条件下，利用物理、化学等因素，诱发生物体产生突变，从中选择，培育动植物和微生物的新品种。
3.初级代谢产物：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。
4.次级代谢产物：微生物代谢产生的，而与菌体的生长繁殖无明确关系的代谢产物。
5.培养基：是专门用于提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。
6.分批发酵：一种准封闭式系统，种子接种到培养基后除了气体流通外发酵液始终留在反应器内。
7.连续发酵：发酵过程中一边补入新鲜的料液，一边以相近的流速放料，维持发酵液原来的体积。
8.基因工程：将外源基因通过体外重组后倒入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作过程。
9.细胞融合技术：指两种不同的亲株经酶法除去细胞壁得到两个球状原生质体或原生质体球，然后置于高渗溶液中，在以聚乙二醇助溶和氯化钙存在的条件下，促使两者互相凝集并发生细胞之间的融合，进而导致基因重组，获得新的菌株。
10.固定化酶：指经物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用的酶制剂。
11.生物制药的下游技术：从动植物器官与组织、细胞培养液、细胞发酵液中提取、分离、精制有关生物药物的过程。
12.细胞破碎技术：利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来。
13、生物药物：是指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
14、生物制品：是指应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。
15、等电点沉淀法：是利用蛋白质在等电点时溶解度最低而各种蛋白质又具有不同等电点的特点进行分离的方法。
16、原代培养:是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养。
17、传代培养：需要将培养物分割成小的部分，重新接种到另外的培养器皿(瓶)内，再进行培养的过程。
18、酶的激活剂：一些物质可以改变一个无活性酶前体(酶原)，使之成为有活性的酶，或加快某种酶反应的速率产生酶激活作用。
19、可逆性抑制：对主反应的抑制是可逆的，以酶促反应为例，可逆性抑制剂和酶形成复合物，抑制酶与底物的作用，从而抑制反应。
2021、凝聚作用；指亲水胶体的粒子集聚而变成浓厚的溶胶(Sol)，是作为显微镜下的小液滴或肉眼可见的"相"而被分离出来的现象。
22、絮凝作用；如在体系中加入一定量的某种电解质，可中和微粒表面的电荷，降低表面电荷的电量，降低ζ电位及双电层的厚度，使微粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，微粒聚集成絮状，形成疏松的纤维状结构，但振摇可重新分散均匀。
23、；24、25、不对称膜：指膜的化学结构或物理结构随膜的部位而异，即各向异性的膜。
26、有机溶剂沉淀：利用与水互溶的有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙酮等)能使蛋白质在水中的溶解度显著降低而沉淀的方法。
27、过饱和溶液：一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象。
28、纯培养：微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代。
二、简答题1．发酵过程中的主要参数有哪些？如何控制？①温度: 整个发酵过程中或不同阶段中所维持的温度。
②压力：罐内维持正压可以防止外界空气中的杂菌侵入，以保证纯种的培养。
罐压一般在0.2-0.5个大气压。
③空气流量：一般控制在0.5-1.5V④粘度：它的大小影响氧传递的阻力，也可反应相对菌体浓度。
⑤PH：它的高低与菌体生长和产物合成有着重要的关系。
⑥基质浓度：发酵过程中必须定时测定糖、氮、等基质的浓度。
⑦溶解氧浓度：利用溶解氧的浓度变化，可以了解产生菌对氧的利用规律，反应发酵的异常情况，也可以作为发酵中间控制的参数及设备供养能力的指标。
⑧产物浓度：是发酵产物产量高低或生物合成代谢正常与否的重要参数，也是决定发酵周期长短的根据。
⑨菌体浓度：菌体量的大小和变化速度对菌体合成产物的生化反应都有重要的影响。
2．微生物发酵操作方式主要有哪些？比较它们有什么不同点？①分批发酵优点：操作简单、周期短、染菌的机会少和生产过程、产品质量易掌握。
缺点：分批发酵不适合用于测定其过程动力学，存在基质抑制问题。
②补料分批发酵避免了高浓度营养物质对代谢产物，特别是对次级代谢产物合成的抑制作用。
此外，通过分批补料发酵还可以有效地控制菌体的浓度和粘度，延长发酵周期，提高溶解氧水平。
③连续发酵优点：在产率、生产的稳定性和易于实现自动化方面比分批发酵优越。
缺点：污染杂菌概率和菌种退化的可能性增加。
3．简述基因工程菌的构建过程？1.目的基因的获取获取目的基因是实施基因工程的第一步。
目的基因的获取方法主要有两种:①从自然界中已有的物种中分离出来②用人工的方法合成。
2.PCR技术扩增目的基因3. 基因表达载体的构建基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因4.将目的基因导入受体细胞5.目的基因的监测与鉴定4．简述基因工程制药的基本过程？剪切、拼接、导入、表达、分离纯化5．与液体培养细胞相比，固定化细胞有哪些优点？①高度保持反应槽内的细胞量，提高反应效率。
②固定化使反应活性稳定，能够长期连续地运行。
③产物易于和作为催化剂的细胞分离。
④柱式或槽式有可能连续运转，易于控制生产中最适宜的生长环境条件、基质浓度等，能使生产稳定。
⑤某些重要物质的生产大多利用处于稳定增殖期的细胞，由于固定化可抑制其生长发育，因此应考虑尽可能模拟稳定期等。
6．固定化酶有哪些优点？（1）可以多次使用，而且在多数情况下，酶的稳定性提高。
（2）反应后，酶和底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。
（3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续化和自动控制。
（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。
（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。
7．酶和细胞的固定化方法有哪些？各有哪些特点？（1）载体结合法：是将酶结合于不溶性载体上的一种固定化方法。
可分为物理吸附法，离子结合法，共价结合法。
物理吸附法：优点在于操作简单，可选用不同的吸附剂，酶失活后载体仍可再生。
缺点在于最适吸附酶量无规律可循，酶与载体之间的吸附剂不强，酶易于脱落。
离子结合法：操作简单，处理条件温和，酶的活性中心不易被破坏。
但是酶和载体的结合力比较弱，会发生酶脱落的现象。
共价结合法：酶和载体的结合力牢固，不会发生酶脱落。
但反应条件苛刻，操作复杂，酶的活性中心会遭到部分破坏。
（2）交联法：优点是交联后的酶活性较高，缺点是反应条件剧烈，酶的回收率低。
（3）包埋法：不需要改变酶的高级结构，酶的回收率较高。
但包埋酶会导致酶的失活，包埋法只适合作用于小分子底物和产物的酶，对于那些作用于大分子底物和产物的酶是不合适的。
8．简述生物活性物质分离纯化的主要原理？（1）根据分子形状和大小不同，可采用差速离心和超速离心，膜分离，超滤和凝胶过滤等分离技术进行分离（2）根据分子极性大小和溶解度不同，可采用溶剂提取，逆流分配，分配层析，盐析，等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等技术进行分离（3）根据分子电离性质的差异，可采用离子交换，电泳，等电点聚焦等技术进行分离（4）根据配体特异，可采用亲和层析技术进行分离（5）根据物质吸附不同，可采用选择性吸附与吸附层析等技术进行分离9．试述生物技术下游加工过程的特点及应遵循的原则？①动植物器官与组织、细胞培养液或发酵液中所含欲分离的生物浓度很低，杂质含量高，常需多步分离操作。
②待分离的生物药物一般稳定性差，加热、PH、有机溶剂等引起失活或分解，特别是蛋白质、核算药物，应尽可能减少分离操作步骤。
③发酵或培养是分批操作，生物变异性大，各批发酵液不尽相同，因此分离应有一定的弹性。
④对于基因工程产品应注意生物安全问题，即应防止菌体扩散，在密闭环境下操作。
10．简述菌种保藏的方法？（1）定期移植保藏法：也叫传代培养保藏法，包括斜面培养，液体，穿刺培养等。
它是最早使用并且现今仍普遍使用的方法（2）沙土管保藏法：保存抗生素产生菌常用的方法，效果较好，操作简便，保存期可达一年以上，变异率低，死亡少，是目前国内使用最广泛的保藏方法。
（3）液状石蜡保藏法：其实是斜面保存的一种方法，能克服斜面保存的缺点，能有效降低代谢活动，推迟细胞退化，效果比一般斜面好得多（4）液氮保藏法：比其他方法都要优越，被世界公认为防止菌种退化的最好方法。
操作程序不复杂，主要有液态氮冰箱等设备（5）冷冻干燥保藏法：是指液体样品在冷冻状态下使其中水分升华，最后达到干燥。
为了防止冷冻干燥过程和保存期间细胞损伤与死亡，需要加保护剂11、双水相萃取、反胶束萃取、超临界流体萃取基本原理及各自的优点？（1）超临界流体萃取原理：利用处于临界压力和临界温度以上的一些溶剂流体所具有特异增加物质溶解能力来分离纯化的技术。
优点: ①具有广泛的适应性：②萃取效率高，过程易于调节：③分离工艺流程简单：④有些分离过程可在接近室温下完成缺点：分离过程必须在高压下进行，设备及工艺技术要求高，投资比较大，普及应用较为困难。
（2）双水相萃取原理：利用生物物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行分离的过程。
优点：保留产物的活性、可连续化操作（3）反胶束萃取：原理：表面活性剂溶于非极性溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，非极性基团在外，极性基团则排列在内，形成一个极性核，此极性核具有溶解极性物质的能力。
优点：具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率都高等。
12、试述影响工程制药酶活性的因素。
①底物浓度的影响②酶浓度的影响③温度的影响④pH的影响⑤激活剂和抑制剂13．试述制备单克隆抗体的原理是什么？用到的动物细胞工程技术手段有哪几种？单克隆抗体的特点有哪些？单克隆抗体的原理：要制备单克隆抗体需先获得能合成专一性抗体的单克隆B淋巴细胞，但这种B淋巴细胞不能在体外生长。
而实验发现骨髓瘤细胞可在体外生长繁殖，应用细胞杂交技术使骨髓瘤细胞与免疫的淋巴细胞二者合二为一，得到杂种的骨髓瘤细胞。
这种杂种细胞继承两种亲代细胞的特性，它既具有B淋巴细胞合成专一抗体的特性，也有骨髓瘤细胞能在体外培养增殖永存的特性，用这种来源于单个融合细胞培养增殖的细胞群，可制备一种抗原决定簇的特异单克隆抗体。
手段：（1）灌注悬浮培养：连续灌注新的培养基，同时连续排出旧的培养液了，使细胞在一个相对稳定的环境中生长和繁殖，可提高细胞密度10倍以上（2）贴壁细胞培养：由于大部分动物细胞无细胞壁，进行细胞培养时必须附在固体或半固体表面上培养，在固体载体表面上生长，并扩成一单层，称为单层培养法（3）固定化细胞培养：采用载体使整个细胞固定化单克隆抗体的特点：（1）单克隆抗体是针对单一抗原决定的化学结构完全相同的单一抗体，其特异性强，与其对应抗原的亲和力高度均一（2）制备时无需将抗原纯化，适于由未纯化的抗原大量制备。